次世代人間機械協調システムのためのサイバーフィジカル制御の創出
| Project/Area Number |
21K03930
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
|
|---|
| Research Institution | Gunma University |
|---|
Principal Investigator |
山田 功 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (20240012)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KAMAL MD・ABDUS・SAMAD 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (60844149)
端倉 弘太郎 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (70827485)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
|
|---|
| Keywords | サイバーフィジカル制御 / 人間機械協調システム |
|---|
| Outline of Research at the Start |
機械学習を用いて人間の環境に対するリアクションを分析・理解し, アシスト制御に活用する次世代の人間機械協調システムを題材とする. 人間機械協調システム論の重要な考察対象として, 障碍者・高齢者の活躍の機会を広げるためのパーソナルモビリティとしての車椅子がある. 申請者がこれまでに開発してきた車椅子搭乗者が感じる不安感を脳波データから推定する手法を発展させ, 動的状態 (車椅子運転時) での人の心理状態を分析・理解する判別法を導く. この判別結果に従って参照モデルを切り換えるモデル追従型パワーアシスト制御を設計し, 人が安楽に運転できる車椅子を開発する.
|
| Outline of Annual Research Achievements |
車いす運転時の縦方向振動の有無は車いすの運転時の快適度の目安となる.路面の凹凸により車いすの搭乗者にどのような振動が発生するかをモデル化できれば,運転者に振動を感じさせないようなパワーアシスト制御系を構築できる可能性がある.また，クッションにより，車椅子搭乗者が感じる振動が変わる．クッションの動特性を踏まえるために，11自由度の数学モデルに着目した．このような目的のもと, 車体および搭乗者からなる車いすの11自由度の数学モデルを構築した.モデルの妥当性については, 伝達関数の周波数特性および頭と骨盤の加速比に着目し, 既存の文献報告との整合性を確認した.また，より複雑なシステムの挙動を明らかにするために，状態空間法上での，システム解析を行った．これにより，従来のモデルよりも，クッションの性質による同解析が深くなった．このことにより，理論解析に関しては，だいぶ進んだものと思われる．本年度中に実車椅子を用いた実験をする予定でいましたが，これについては，共同研究者が休職中という理由で進んでおりません．これについては，来年度実施予定である．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
提案モデルは, 車いす搭乗者およびクッションのモデル化に特徴があり,車いす搭乗者は, 頭部, 胸部, 腹部など体の部位を区別してモデル化される.車いすのクッションの剛性と減衰特性は, 市販品を再現する値を選択した.提案モデルにより, 機体パラメータが変化した場合,および路面の凹凸が激しく変化した場合に車いすの縦方向変位がどのような挙動を示すのかについて新たな知見を得ることができた．そのため，理論解析については，十分な進捗状況である．
しかしながら，共同研究者の一部が休職中であり，実験による検証が進んでいない．そのため，やや遅れていると判断した．
|
| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，共同研究者が休職中であるという問題を補い，実験による検証を行っていく予定である．
|
Report
(3 results)
Research Products
(11 results)
-
[Journal Article] A State-Space Approach to Analyzing Vertical Vibration Behavior in Wheelchair-Occupant Systems with a Composite Model2024
Author(s)
P. Weerapong, M. Katahira, K. Kaewkongtham, W. Sudsomboon, C. Kaewdee, W. Pansrinual, N. T. Mai, K. Hashikura, M. A. S. Kamal, I. Murakami, and K. Yamada
-
Journal Title
International Journal of Innovative Computing, Information and Control
Volume: 20
Issue: 02
Pages: 437
DOI
ISSN
1349-4198
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
